JP4996563B2

JP4996563B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体

Info

Publication number: JP4996563B2
Application number: JP2008212874A
Authority: JP
Inventors: 博石井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2028-08-21
Also published as: JP2010050708A

Description

本発明は、ハロー現象を目立たせなくした画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体に関し、プリンタ、複写機などの画像形成装置、特に電子写真方式により出力を行う画像形成装置に好適な技術に関する。

ハーフトーンの地肌画像上に高濃度の文字やベタ画像を形成する際に、文字やベタ画像の周辺の地肌部の濃度が低下するハロー現象を目立たせなくするために、以下のような技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、像担持体に対する現像剤担持体の線速比を適切に設定することで、ハロー画像の発生を抑止する画像形成システムが示され、また、特許文献２には、出力される画像が主／副走査方向に低濃度部から高濃度部に変化するときに低濃度部の濃度が低下するのを防止するために、主／副走査方向において低濃度画素値から高濃度画素値に変化するエッジ画素を抽出して、その抽出されたエッジ画素が有する位置および画素値に基づいて入力画像データの低濃度画素値を有する画素の画素値を補正する画像形成装置が示されている。

特開２００４−１０９５１９号公報特許第３８３２５２１号公報

しかし、上記した特許文献１では、像担持体や現像剤担持体の回転方向と直交する方向に発生するハロー現象を低減することができない。

ところで、高濃度領域が広い場合と狭い場合とでは濃度の低下量や濃度が低くなる領域の広さが異なることがある。すなわち、図１（ａ）の高濃度部領域１０１の近傍であるハーフトーンの地肌部領域１０２における濃度低下と、高濃度部領域１０１より狭い、図１（ｂ）の高濃度部領域２０１の近傍であるハーフトーンの地肌部領域１０２における濃度低下とが異なる性質を持つことがあるが、上記した特許文献２では、エッジ画素からの距離に基づいて補正量を決定するため、両者に差を付けて適切なハロー現象の低減を行うことができない。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ハロー現象による濃度低下をより目立たせなくした画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

本発明は、入力画像データの画素を注目画素として、各注目画素に対する補正値を決定する補正値決定手段と、前記補正値と前記注目画素の画素値とを変数として前記注目画素の補正後の画素値を算出する補正手段とを有し、前記補正値決定手段は、前記注目画素の周辺画素の画素値を参照し、前記周辺画素の画素値が前記注目画素の画素値に対して所定量以上高濃度を表す値である場合に、前記周辺画素の画素値と前記注目画素の画素値との差と前記注目画素の画素値に応じた値を積算して補正値とすることを最も主要な特徴とする。

請求項１、８〜１１：ハロー現象による濃度低下が見込まれる画素に対して、予め、より濃く出力するよう画素値を補正することができ、ハロー現象による濃度低下を目立たせなくすることができる。

請求項２：ハロー現象による濃度低下が目立たない画素に対して処理を行わないので、補正処理による画質劣化を抑制することができる。

請求項３：ハロー現象による濃度低下が目立たない低濃度、もしくは高濃度の画素に対して処理を行わないので、補正処理による画質劣化を抑制することができる。

請求項４：ハロー現象による濃度低下が目立たない画素と、ハロー現象による濃度低下が見込まれる画素の境界部での補正処理の不連続性を緩和することができ、補正処理による画質劣化を抑制することができる。

請求項５：ハロー現象による濃度低下が見込まれる画素を検知することができるので、ハロー現象による濃度低下を目立たせなくすることができる。

請求項６：ハロー現象による濃度低下が見込まれる画素に対する補正処理量を低負荷で算出できるので、低負荷でハロー現象による濃度低下を目立たせなくすることができる。

請求項７：ハロー現象の程度が異なることが見込まれる、使用するスクリーンの違いに対して適切な補正パラメータを設定することができるので、ハロー現象による濃度低下を目立たせなくすることができる。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。以下の説明では、画素値は０以上２５５以下の整数値を取り、値が大きいほど高濃度を表すものとする。

実施例１
図２は、本発明の実施例１の画像形成装置の構成を示す。図２において、レンダリング部３０１は、図示しないアプリケーションからの描画命令を、各画素０以上２５５以下の画素値で表現される１ページ分の画像データに変換する。画像入力部３０２は、レンダリング部３０１から受けた画像データを格納し、画像補正部３０３からの要求する画素位置の画素値を出力する。

画像補正部３０３は、後述する方法でハロー現象を目立たなくするよう１ページ分の画像データを変換しながら後段の処理に画像データを送る。中間調処理部３０４は、画像補正部３０３からの１ページ分の画像データを、出力装置が表現できる画像データに変換して、後段の処理に画像データを送る。例えば、出力装置が１画素当たり、０か２５５の２値、すなわち、ドットを打つか打たないかの２状態しか取れない場合、入力画像の画素値の平均値と中間調処理後の画素値の平均値とがほぼ同程度になるよう変換処理を行う。ここで用いる変換処理の例として、ディザリング処理があり、これは画素位置毎にあらかじめ定めた閾値と画素値とを比較し、画素値が閾値より大きい場合は２５５、そうでない場合は０を出力するものである。

画像出力部３０５は、中間調処理部３０４から受けた画像データに基づき電子写真方式を用いる出力装置によって紙に画像データを表現する。

図３は、画像補正部３０３が実行する処理フローチャートである。画像補正部３０３は入力画像の各画素を順次注目画素とし、注目画素がハロー現象により濃度が低下する画素であるときに、画素値を高めるものである。

変数ｖａｌｕｅに注目画素の画素値を代入する（Ｓ０４０１）。ｖａｌｕｅが条件Ａを満たすか否かを判定する（Ｓ０４０２）。ここで条件Ａは、注目画素がハロー現象によって濃度が低下し、さらに濃度が低下した場合に目立つ画素値であることを示す条件であるとし、本実施例では、条件Ａは４０以上２１０以下の画素値であるとする。これは、画素値が高い場合や低い場合は濃度低下が起こらない、もしくは起こっても顕著に表れず、逆に本補正処理を行うことによる濃度変化が違和感を生じることになるので、画素値が中間の値である場合のみ、補正処理を行うためである。条件Ａが真であれば、Ｓ０４０３に進み、偽であれば当画素を注目画素とした処理を終了する。

次に、後述する方法により、主走査方向の画素値分布に基づく注目画素の増分値を算出する（Ｓ０４０３）。また同様に、副走査方向の画素値分布に基づく注目画素の増分値を算出する（Ｓ０４０４）。Ｓ０４０３で求めた増分値と、Ｓ０４０４で求めた増分値の大きい方を増分値として採用する（Ｓ０４０５）。

ｖａｌｕｅが条件Ａ’の時に増分値を補正する（Ｓ０４０６）。ここで条件Ａ’は条件Ａの両端付近であり、急激に補正処理の実施、非実施を切り替えることによる出力画像の変化を抑制するために、増分値を補正するものである。本実施例では条件Ａ’は４０以上４９以下、もしくは２０１以上２１０以下の画素値であるとする。４０以上４９以下、もしくは２０１以上２１０以下の画素値であるときに、図４に示すように、前者であれば画素値が５０から離れるに従って、後者であれば２００から離れるに従って１００％から０％に近づくような乗率を増分値に掛ける。

次に、注目画素の画素値にＳ０４０５で決定した増分値、もしくはＳ０４０６で補正した増分値を加算する（Ｓ０４０７）。Ｓ０４０１からＳ０４０７の処理を全入力画素について順次行う。

図５は、主走査方向もしくは副走査方向の画素値分布に基づく注目画素の増分値を算出する、Ｓ４０３、Ｓ４０４の詳細な処理フローチャートを示す。

まず、注目画素の周辺画素から、未選択の一画素を選択する（Ｓ６０１）。この周辺画素の範囲は、ハロー現象により高濃度画素が濃度低下の影響を及ぼす最大範囲に基づき決定する。

本実施例では、図１（ａ）の画像を出力した場合に、図１（ｃ）に示すようなハロー現象が現れる出力条件に対応する処理とする。すなわち、濃度低下領域１５０１は、高濃度領域１０１の主走査方向の前後両方（図１（ｃ）で左右）と、副走査方向の前側（図１（ｃ）で上側）であって、この領域を認識するために周辺画素の範囲を決定する。

主走査方向の画素値分布に基づく増分値を算出する場合は、図６（ａ）に示す７０１を注目画素としてその周囲、主走査方向３１ｄｏｔ、副走査方向１１ｄｏｔの矩形領域７０２を周辺画素とする。

同様に、副走査方向の画素値分布に基づく増分値を算出する場合は、図６（ｂ）に示す８０１を注目画素としてその周囲、主走査方向１１ｄｏｔ、副走査方向２０ｄｏｔの矩形領域８０２を周辺画素とする。

次に、変数ｔａｒｇｅｔに選択した周辺画素の画素値を代入する（Ｓ６０２）。次に、後述する方法により、選択した周辺画素から受ける影響度ｄｅｌｔａを算出する（Ｓ６０３）。全周辺画素を選択していなければＳ６０１に戻って、次の周辺画素に対する処理を行い、全周辺画素を選択していればＳ６０５に進む（Ｓ６０４）。

次に、各周辺画素から受ける影響度ｄｅｌｔａの総和を算出する（Ｓ６０５）。次に、後述する方法で影響度ｄｅｌｔａの総和から注目画素の増分値を算出する（Ｓ６０６）。

図７は、選択した周辺画素から受ける影響度ｄｅｌｔａを算出する、Ｓ６０３の詳細な処理フローチャートを示す。まず、影響度ｄｅｌｔａに０を代入する（Ｓ９０１）。次に、選択した周辺画素の画素値であるｔａｒｇｅｔと注目画素の画素値であるｖａｌｕｅの差が条件Ｂを満たすか否かを判定する（Ｓ９０２）。

条件Ｂは、選択した周辺画素が注目画素にハロー現象を引き起こす原因となる高濃度画素であるかを判定するための条件であり、ｔａｒｇｅｔからｖａｌｕｅを減じた値が定数ｔｈｒｅｓｈ以上である場合に真、それ以外の場合に偽とする。本実施例では定数ｔｈｒｅｓｈは６０とする。

判定結果が真の場合はＳ９０３に進み、偽の場合はＳ９０１で変数ｄｅｌｔａに代入した値０がそのまま有効となる。注目画素ｐと、その周辺画素ａ、ｂ、ｃ、ｄの画素値が図８（ａ）に示す値である場合、注目画素ｐの画素値ｐより画素値がｔｈｒｅｓｈ以上である周辺画素ａとｄにおいて真、ｂとｃにおいて偽となる（Ｓ９０２）。

ｄｅｌｔａに、（ｔａｒｇｅｔ−ｖａｌｕｅ）÷ｔｈｒｅｓｈの値を代入する。これにより、周辺画素の画素値が、注目画素の画素値に対して大きいほどｄｅｌｔａが大きな値を取ることになる（Ｓ９０３）。

次に、ｔａｒｇｅｔとｖａｌｕｅの差が条件Ｂ’の時、差に応じてｄｅｌｔａを補正する。ここで条件Ｂ’は差がｔｈｒｅｓｈに近いという条件であり、注目画素の画素値や周辺画素の画素値のわずかな違いによってｄｅｌｔａが大きく異なって補正処理後の画像に階調段差を生じない目的で行う。

本実施例では、条件Ｂ’は５０以上５９以下であるとし、ｔａｒｇｅｔとｖａｌｕｅの差が５０以上５９以下、であるときに、図８（ｂ）に示すように差が６０から離れるに従って１００％から０％に近づくような乗率をｄｅｌｔａに掛ける（Ｓ９０４）。

次に、ｄｅｌｔａが所定値ａ以上であればｄｅｌｔａにａを代入する。すなわち、ｄｅｌｔａが所定値ａを超えている場合にａに収めるための処理であり、ａは最もハローが目立つ時の高濃度部ｔａｒｇｅｔＭの画素値とハーフトーンの地肌部の画素値ｖａｌｕｅＭとの組から、（ｔａｒｇｅｔＭ−ｖａｌｕｅＭ）÷ｔｈｒｅｓｈにより求める。

本実施例では、高濃度部の画素値が２５５、ハーフトーンの地肌部の画素値が１０２の時に最もハローが目立つとし、所定値ａは２．５５とする（Ｓ９０５）。

図９は、影響度ｄｅｌｔａの総和から注目画素の増分値を算出する、Ｓ６０６の詳細な処理フローチャートを示す。まず、影響度ｄｅｌｔａの総和に所定値ｂを掛けた値を増分値とする。所定値ｂの設定方法は後述する（Ｓ１２０１）。

次に、増分値が所定値ｃ以上であればｃを代入する。所定値ｃは注目画素の増分値の最大値とする。ハロー現象によって低下する濃度幅に基づき設定し、本実施例では３０とする（Ｓ１２０２）。所定値ｂは、副走査方向の画素値分布に基づく注目画素の増分値を算出する場合、全周辺画素でｄｅｌｔａが最大値である所定値ａを取ったときに増分値が所定値ｃになるよう設定する。本実施例では、図６（ｂ）に示すとおり、全周辺画素数は２０×１１の２２０画素であるから、所定値ｂはｃ÷ａ÷２２０と設定する。

また、所定値ｂは、主走査方向の画素値分布に基づく注目画素の増分値を算出する場合、全周辺画素の半分でｄｅｌｔａが最大値である所定値ａを取ったときに増分値が所定値ｃになるよう設定する。本実施例では、図６（ａ）に示すとおり、全周辺画素数は３１×１１−１の３４０画素であるから、所定値ｂはｃ÷ａ÷３４０と設定する。全周辺画素の半分でｄｅｌｔａが最大値である所定値ａを取ったときの影響度ｄｅｌｔａの総和値に所定値ｂを掛けた値が所定値ｃになるよう設定している理由は、主走査方向の前側のみ、もしくは主走査方向の後ろ側のみの全周辺画素でｄｅｌｔａが最大値である所定値ａを取ったときに、増分値が所定値ｃに近くなるようにするためである。

以上により、主走査方向の画素値分布が図１０（ａ）に示すものであったときに、画像補正部３０３によって図１０（ｂ）に示す分布に変換される。

実施例２
図１１は、本発明の実施例２に係る画像形成装置の構成を示す。以下、実施例１との差異を中心に説明する。スクリーン決定部１６０１は、図示しないユーザによる設定に基づき、利用するスクリーンの線数を画像補正部１６０２に送り、利用するスクリーンの閾値を中間調処理部１６０３に送る。

画像補正部１６０２では、利用するスクリーンの線数に応じた周辺領域を参照し、図１２に示すパラメータを用いて処理を行う。

参照する領域は、スクリーンの線数が１７０線未満であれば、主走査方向の画素値分布に基づく増分値を算出する場合は、図１３（ａ）に示す１８０１を注目画素としてその周囲、主走査方向１５ｄｏｔ、副走査方向５ｄｏｔの矩形領域１８０２を周辺画素とする。同様に、副走査方向の画素値分布に基づく増分値を算出する場合は、図１３（ｂ）に示す１９０１を注目画素としてその周囲、主走査方向７ｄｏｔ、副走査方向１０ｄｏｔの矩形領域１９０２を周辺画素とする。

また、スクリーンの線数が１７０線以上であれば、主走査方向の画素値分布に基づく増分値を算出する場合は、図６（ａ）に示す７０１を注目画素としてその周囲、主走査方向３１ｄｏｔ、副走査方向１１ｄｏｔの矩形領域７０２を周辺画素とする。同様に副走査方向の画素値分布に基づく増分値を算出する場合は、図６（ｂ）に示す８０１を注目画素としてその周囲、主走査方向１１ｄｏｔ、副走査方向２０ｄｏｔの矩形領域８０２を周辺画素とする。

これら周辺領域とパラメータの決定は、例えば、１７０線未満の低線数スクリーンに対しては１７０線未満である１４１線スクリーンで実験的に求めた最適な条件とし、１７０線以上の高線数スクリーンに対しては１７０線以上である２１２線スクリーンで実験的に求めた最適な条件とする。一般にスクリーンの線数が高いほどハロー現象は顕著になることが実験により明らかになっている。中間調処理部１６０３では、スクリーン決定部１６０１から送られたスクリーンを用いて画像を生成する。

実施例３
図１４は、本発明の実施例３に係る画像形成方法を説明する図である。以下、実施例１との差異を中心に説明する。画像補正部３０３では、主走査方向の画素値分布に基づく増分値を算出する場合は、図１４に示す２００１を注目画素としてその周囲、主走査方向１５ｄｏｔ、副走査方向５ｄｏｔの矩形領域のうち、２００２の画素をはじめとした網掛けで示された２４画素を周辺画素として影響度ｄｅｌｔａ、および注目画素の増分値を算出する。

この参照画素の間引きによって、参照する周辺画素の数は７４画素から２４画素へと減少する。同様に、副走査方向の画素値分布に基づく増分値を算出する場合も、参照画素を間引くことで参照する周辺画素の数を減少させることができる。

また、本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した各実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

従来の課題を説明する図である。実施例１の画像形成装置の構成を示す。画像補正部の処理フローチャートである。ｖａｌｕｅに応じた増分値の乗率を示す。注目画素の増分値を算出する処理フローチャートを示す。増分値を算出する場合の周辺画素を示す。影響度ｄｅｌｔａを算出する処理フローチャートを示す。図７のＳ９０２とＳ９０４の処理を説明する図である。影響度ｄｅｌｔａの総和から注目画素の増分値を算出する処理フローチャートを示す。補正前の画素値分布と実施例１による補正後の画素値分布を示す。実施例２の画像形成装置の構成を示す。実施例２の画像補正部が用いるパラメータを示す。実施例２の増分値を算出する場合の周辺画素を示す。実施例３に係る画像形成方法を説明する図である。

符号の説明

３０１レンダリング部
３０２画像入力部
３０３画像補正部
３０４中間調処理部
３０５画像出力部

Claims

入力画像データの画素を注目画素として、各注目画素に対する補正値を決定する補正値決定手段と、前記補正値と前記注目画素の画素値とを変数として前記注目画素の補正後の画素値を算出する補正手段とを有し、前記補正値決定手段は、前記注目画素の周辺画素の画素値を参照し、前記周辺画素の画素値が前記注目画素の画素値に対して所定量以上高濃度を表す値である場合に、前記周辺画素の画素値と前記注目画素の画素値との差と前記注目画素の画素値に応じた値を積算して補正値とすることを特徴とする画像処理装置。
前記注目画素の画素値が所定の範囲にある場合は、前記補正を行わないことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記所定の範囲は、低濃度部および高濃度部であることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
前記注目画素の画素値が前記所定の範囲近傍では、前記注目画素の画素値が前記所定の範囲に近づくにつれ徐々に補正値が０に近づくことを特徴とする請求項２または３記載の画像処理装置。
前記補正値決定手段は、少なくとも主走査方向に広い参照領域と、副走査方向に広い参照領域とに対して、各参照領域に対応する補正値を決定し、前記決定した各参照領域に対応する補正値の内、最大のものを前記注目画素に対する補正値として決定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記補正値決定手段は、前記周辺画素の画素値を間引いて利用することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記補正値決定手段は、使用するスクリーン線数に応じて、参照する周辺画素領域を異ならせることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
電子写真方式による出力を行う画像形成装置において、入力画像データの画素を注目画素として、各注目画素に対する補正値を決定する補正値決定手段と、前記補正値と前記注目画素の画素値とを変数として前記注目画素の補正後の画素値を算出する補正手段とを有し、前記補正値決定手段は、前記注目画素の周辺画素の画素値を参照し、前記周辺画素の画素値が前記注目画素の画素値に対して所定量以上高濃度を表す値である周辺画素の画素数を求め、前記画素数と前記注目画素の画素値に応じた値を積算して補正値とすることを特徴とする画像形成装置。
入力画像データの画素を注目画素として、各注目画素に対する補正値を決定する補正値決定工程と、前記補正値と前記注目画素の画素値とを変数として前記注目画素の補正後の画素値を算出する補正工程とを有し、前記補正値決定工程は、前記注目画素の周辺画素の画素値を参照し、前記周辺画素の画素値が前記注目画素の画素値に対して所定量以上高濃度を表す値である場合に、前記周辺画素の画素値と前記注目画素の画素値との差と前記注目画素の画素値に応じた値を積算して補正値とすることを特徴とする画像処理方法。
請求項９記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
請求項９記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。